WO2021122056A1 - Ventilsystem - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a valve system of the type mentioned in the preamble of claim 1.
- valve systems are already known from the prior art in numerous execution variants.
- the known valve systems comprise a first valve and a second valve, both valves each having a housing with a plurality of housing openings, each for flow-conducting connection with an external flow channel for a fluid, and a valve body rotatably arranged in the housing about an axis of rotation with at least a connecting channel for the flow-conducting connection of at least two of the housing openings of the hous ses, and wherein between the housing and the valve body a seal with sealing openings corresponding to the housing openings in the housing to seal the flow-conducting connections from a free environment is arranged.
- the present invention is based on the object of improving a valve system.
- valve system with the features of claim 1, which is characterized in that the valve body of the first valve and the valve body of the second valve can be mechanically coupled to one another by means of a coupling device of the valve system, the coupling device being formed in such a way that that the valve body of the first valve and the valve body of the second valve can be mechanically coupled to one another by means of a coupling device of the valve system, the coupling device being designed such that the valve bodies are rotatable together in a first operating state of the valve system by means of the Kopplungsvor direction and are rotatable independently of one another in a second operating state of the valve system by means of the coupling device.
- the subclaims relate to advantageous developments of the invention.
- valve system is improved. Due to the inventive design of the valve system, it is possible to control a plurality of external flow channels of a fluid system with, for example, a plurality of fluid circuits in a structurally and circuitry simple manner. By means of the invention, it is thus possible to form a valve system suitable for a variety of fluid systems for a large number of combinations between flow-conductive connectable and separable external flow channels with less constructive, manufacturing and circuitry effort at the same time. Correspondingly, the assembly effort and the costs as well as the space required for it are significantly reduced.
- valve system can be freely selected within wide, suitable limits in terms of type, mode of operation, material, dimensioning and arrangement.
- valve system according to the invention provides that the coupling device has a freewheel arrangement which is designed in such a way that the valve bodies are not connected to transmit torque when the valve body rotates about the respective axis of rotation in a rotational angle range that is predetermined in terms of amount in a freewheeling state of the freewheel arrangement.
- the valve system according to the invention can be implemented in a particularly simple and compact manner in terms of design and manufacturing technology.
- the freewheel assembly has at least one groove and at least one correspondingly formed to the groove and engaging in the groove projection, the groove and the projection each on one of the two valve bodies and / or are arranged on at least one transmission means connected in a force-transmitting manner to at least one of the two valve bodies.
- the freewheel arrangement of the coupling device is implemented in a structurally and manufacturing-technically simple and robust manner.
- the coupling device has at least one gear pair with a first gear and a second gear, the two gear wheels each on one of the two valve bodies and / or on at least one with at least one of the two valve bodies force-transmitting connected transmission means are arranged.
- gear is to be interpreted broadly and also includes constructions in which only part of a wheel circumference, inside or outside, is provided with teeth.
- valve system referring back to one of claims 2 to 4, provides that the valve body and the housing of the first and / or second valve have locking means that correspond to one another, the locking means being designed such that this valve body is in the freewheeling state the freewheel arrangement is latched to this housing and in a force transmission state of the freewheel arrangement in which a torque can be transmitted between the two valve bodies by means of the coupling device, the latching of the latching means is released.
- valve system provides that the first valve and / or the second valve is designed as a multi-way valve, preferably that at least one of the at least one connecting channel of the multi-way valve is designed as an arcuate, preferably as a circular arc-shaped recess of the Valve body is formed. In this way, by means of the valve system according to the invention, very complex fluid systems can also be implemented in a constructive and circuit-related and space-saving manner.
- the multi-way valve has at least one level with a plurality of connecting channels, preferably that one of the connecting channels of this level is designed as a central channel, with the remaining connecting channels each closing to this level are arranged on both sides of the central channel.
- the aforementioned embodiment is implemented in a structurally particularly simple manner.
- the multi-way valve has a plurality of planes, the individual planes being arranged parallel to one another, before given that at least one of the at least one connecting channel extends over at least two planes, particularly preferred that this connecting channel is designed as a central channel.
- this connecting channel is designed as a central channel.
- valve system is designed such that three external fluid circuits can be controlled simultaneously by means of the valve system, each of the three external fluid circuits by means of the external flow channels is connected in a flow-conducting manner to at least two different housing openings, preferably that at least one of the three external fluid circuits has an external flow channel designed as a bypass channel for at least one component of this external fluid circuit, the bypass channel being connected separately to one of the housing openings of the valve system in a flow-conducting manner.
- This also makes it possible, for example, to control even very complex fluid systems with fluid circuits using only a single multi-way valve of the valve system according to the invention. This is especially true for the preferred embodiment.
- valve system provides that the housing of the first valve and the housing of the second valve are at least partially, preferably completely, designed as a common housing.
- the structural design of the valve system and its manufacture is significantly simplified. For example, this makes it possible to reduce the number of components, for example the number of seals, since individual seals can be structurally combined to form a single combined seal for both the first and the second valve.
- Fig. 1 shows a first embodiment of the valve system according to the invention in egg ner perspective illustration
- FIG. 2b shows the first exemplary embodiment in a partial, sectional top view
- FIG. 3a the first exemplary embodiment in each case in a simplified, sectional up to 3h top view
- FIG. 5a shows a second exemplary embodiment of the valve system according to the invention in a lateral sectional view
- Fig. 5b the valve body of the first valve of the second embodiment in egg ner sectional side view and in a sectional bottom view
- the valve body of the second valve of the secondmonysbei game in a sectional side view and in a sectional plan view and
- 6a shows the second exemplary embodiment in two sectional plan views, up to 6f, once with a view of the connecting channels and once with a view of the coupling device.
- valve system according to the invention is shown purely by way of example.
- the valve system 2 comprises a first valve 4 and a second valve 6, both valves 4, 6 having a common housing 8 with a plurality of housing openings 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, each for flow-conducting connection with an external flow channel 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 for a fluid (not shown), namely a coolant, and a valve body 50, 52 with at least one connecting channel rotatably arranged in the housing 8 about an axis of rotation 46, 48 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66 for the flow-conducting connection of at least two of the housing openings 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 of the housing 8, and wherein between the housing 8 and the valve body 50, 52 a seal, not shown, with the housing openings 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 in the Ge housing 8 corresponding sealing openings for sealing the flow guide the connections against a free environment is arranged.
- the two valves 4, 6 are also connected to one another in a flow-conducting manner, this stream-conduct
- the housing of the first valve 4 and the housing of the second valve 6 are designed entirely as a common housing, namely the housing 8. See FIGS. 1 and 2a in this regard.
- the second valve 6 is designed as a multi-way valve, with at least one of the connecting channels 56, 58, 60, 62, 64, 66 of the second valve 6 designed as a multi-way valve being designed as an arcuate, preferably circular, recess in the valve body 52 .
- the connecting channels 58, 60, 62, 64, 66 are each formed with an arcuate recess in the valve body 52.
- the second valve 6, designed as a multi-way valve, has a first level and a second level, each with a plurality of connecting channels, the connecting channel 56 being formed as a central channel on the first level and the remaining connecting channels 58, 60 of the first level are each arranged on both sides of the central channel 56.
- the first level thus has the connecting channels 56, 58, 60, while the second level includes the connecting channels 62, 64, 66.
- the first plane is arranged in the image plane of FIG. 1 below the second plane.
- the first and second planes are arranged parallel to one another.
- At least one of the at least one connecting channel extends over at least two levels, particularly preferably that this connecting channel is designed as a central channel.
- the connecting channels 56, 58, 60, 62, 64, 66 of the valve body 52 of the second Ven valve 6 are shown for the sake of clarity in FIG. 2b, the connec tion channels 56, 58, 60 of the first level in FIG. 2b with Solid lines and the connecting channels 62, 64, 66 of the second level in Fig. 2b are shown with dotted lines.
- the valve system 2 is designed such that three external fluid circuits 68, 70, 72 can be controlled simultaneously by means of the valve system 2, each of the three external fluid circuits 68, 70, 72 by means of the external flow channels 30, 32, 34, 36, 38 , 40, 42, 44 with at least two different housing openings 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 is connected in a flow-conducting manner, with at least one of the three external fluid circuits 68, 70, 72 being an external flow channel designed as a bypass channel 30, 42 for at least one component of this external fluid circuit 68, 72, wherein the bypass channel is separately connected to one of the housing openings 10, 22 of the valve system 2 in a flow-conducting manner.
- valve body 50 of the first valve 4 and the valve body 52 of the second valve 6 can be mechanically coupled to one another by means of a coupling device 74 of the valve system 2, the coupling device 74 being designed in such a way that the valve bodies 50, 52 are in a first operating state of the valve system 2 can be rotated jointly by means of the coupling device 74 and, in a second operating state of the valve system 2, can be rotated independently of one another by means of the coupling device 74. See FIGS. 1 and 2a and FIGS. 3a to 3h in a synopsis.
- the coupling device 74 has for this purpose a gear wheel 76 formed on the valve body 50 of the first valve 4 and two gearwheel segments 80, 81 arranged in a force-transmitting manner connected to the valve body 52 of the second valve 6.
- the transmission means 78 is designed as a disk.
- the transmission means 78 designed as a disk has two oppositely arranged projections 82 which each engage in a corresponding arcuate groove 84 of the valve body 52 of the second valve 6.
- the freewheel arrangement of the coupling device 74 described in this way is designed in such a way that the valve body 50 of the first valve 4 in a freewheeling state of the freewheel arrangement with a rotation of the valve body 50 about the axis of rotation 46 in a previously determined amount of rotation angle range with the valve body 52 of the second valve 6 is not connected to transmit torque.
- the transmission means 78 can be rotated about the axis of rotation 48, for example, in a manner known to the person skilled in the art by means of a servomotor, not shown and controlled by means of a controller, also not shown.
- the axes of rotation 46, 48 ver run in Fig. 2a perpendicular to the image plane of Fig. 2a.
- valve system 2 is in the position shown in FIG. 3a.
- the housing opening 10 is blocked by means of the valve body 50 and the housing opening 12 is opened by means of the valve body 50, so that according to FIG Valve 6 can be connected to at least one of the remaining housing openings 14 to 24 of the housing 8 in a flow-conducting manner about the axis of rotation 48.
- the aforementioned opening or closing of the housing openings 10, 12 by means of the valve body 50 is symbolized in FIGS. 3a to 3h by two continuous circular arcs on a dotted circular line.
- the transmission means 78 If the transmission means 78 is rotated clockwise to the right in the image plane of FIG. 3 a, the gear wheel 76 of the valve body 50 according to FIG. 3 a comes into engagement with the gear wheel segment 80 of the transmission means 78, so that the valve body 50 of the first valve 4 is rotated counterclockwise about the axis of rotation 46. Due to the fact that the projections 82 in engagement with the grooves 84 rest against the transmission means 78 in a force-transmitting manner, the transmission means 78 rotates the valve body 52 of the second valve 6 with it, so that the valve system 2 is as shown in FIG. 3b clearly shows. In the aforementioned transfer of the valve system 2 from its state according to FIG. 3a to its state according to FIG.
- the housing opening 12 is closed by means of the valve body 50 of the first valve 4 and the housing opening 10 is opened by means of the valve body 50 of the first valve 4.
- the valve system 2 is thus when it is transferred from its state according to FIG. 3a to its state according to FIG. 3b in a first operating state of the valve system 2, in which the valve body 50 of the first valve 4 by means of the coupling treatment device 74 together with the valve body 52 of the second valve 6 is rotatable bar.
- the freewheel arrangement of the coupling device 74 is thus in de Ren power transmission state.
- valve system 2 is transferred from the state shown in FIG. 3b to the state shown in FIG. 3c, namely in which the valve body 50 is rotated clockwise about the axis of rotation 46 by means of the transmission means 78, the housing opening 12 is opened by means of the Valve body 50 is opened again and the housing opening 10 is closed again by means of the valve body 50.
- the Ventilkör is not rotated by 52 of the second valve 6, unlike above, initially.
- valve system 2 is thus when it is transferred from its state according to FIG. 3b to its state according to FIG. 3c in a second operating state of the valve system 2, in which the valve body 50 of the first valve 4 by means of the Kopplungsvorrich device 74 independently of the valve body 52 of the second valve 6 is rotatable.
- the valve body 50 is only rotated clockwise and counterclockwise about the axis of rotation 46 so that the freewheel arrangement remains in the aforementioned Freilaufzu stood, i.e. not a previously determined angle of rotation range exceeds.
- the Ventilkör is rotatable by 52 of the second valve 6 in the present embodiment by means of the transmission means 78 about the axis of rotation 48 independently of the valve body 50 of the first valve 4. In the case according to FIGS.
- the transmission means 78 and thus the valve body 52 of the second valve 6 is rotated clockwise about the axis of rotation 48 until the gear segment 81 of the transmission means 78 rotating the valve body 52 is in engagement with the Gear 76 of Ven til stressess 50 arrives.
- the valve system 2 is in the second operating state of the valve system 2, in which the valve body 52 of the second valve 6 is independently connected to the valve body by means of the coupling device 74 50 of the first valve 4 is rotatable.
- valve system 2 is used in the control of complex fluid systems with fluid circuits in vehicles, such as the fluid circuits 68, 70, 72 of the exemplary embodiment.
- Newer motor vehicle concepts for land vehicles, such as hybrid or electric cars, also have such complex fluid systems with fluid circuits.
- the fluid circuits, such as the fluid circuits 68, 70, 72 can be, for example, cooling circuits and / or heating circuits, wherein the same fluid circuit can be designed as a cooling circuit and a heating circuit at the same time.
- valve system according to the invention can advantageously be used in accordance with the present exemplary embodiment.
- a second embodiment of the valve system Ven according to the invention is also shown purely by way of example and not in a limiting manner. Identical or identically acting components are denoted by the same reference numerals as in the first exemplary embodiment. Furthermore, the second exemplary embodiment is only explained to the extent that it differs from the first exemplary embodiment. Otherwise, reference is made to the first exemplary embodiment. It is also possible, for the purpose of developing further variants and embodiments of the valve system according to the invention, to combine individual aspects from the two exemplary embodiments explained with one another.
- each of the two valve bodies 50, 52 has only a single connecting channel 54, 56 for connecting at least two of the housing openings A to F.
- the housing openings A to F of the second embodiment are denoted differently in Figs. 5a to 6f for the purpose of easier distinguishability of the two embodiments from the housing openings 10 to 24 of the first embodiment, the housing openings A, B, C the first valve 4 and the Housing openings D, E, F to the second valve 6 are assigned.
- the valve body 50 with the connecting channel 54 is shown in FIGS. 6a to 6f with solid lines, while the valve body 52 with the connecting channel 56 in FIGS. 6a to 6f is each shown with dot-dash lines.
- the structural design of the valve system 2 according to the second embodiment, in particular the design of the coupling device 74, can be seen in more detail, the coupling device 74 of the secondmonysbei game is formed analogously to the coupling device 74 of the first embodiment.
- the projections 82 engaging in the grooves 84 are formed directly on the valve body 50 of the first valve 4. Accordingly, there is no need for a means of transmission here and a torque-transmitting coupling and decoupling of the transmission means on the one hand on the valve body 50 of the first valve 4 and on the other hand on the valve body 52 of the second valve 6.
- the two valve bodies 50, 52 are in the second embodiment, namely by means of the projections 82 and the grooves 84 , directly coupled with each other.
- valve system according to the invention is ge according to the second embodiment with reference to FIGS. 5a to 6f, to the extent of the differences from the first embodiment, explained in more detail.
- the distribution system 2 is in the state according to FIG. 6a.
- the housing openings E and D are connected to one another in a flow-conducting manner, that is to say in a coolant-conducting manner. All other housing openings A to C and F are not connected to any other housing opening of the housing openings A to F in a flow-conducting manner.
- the two projections 82 of the valve body 50 of the first valve 4 are each at one end of the corresponding groove 84 of the valve body 52 of the second valve 6 in a force-transmitting manner. If the valve body 50 of the first valve 4 were now rotated counterclockwise about the axis of rotation 46, the valve body 52 of the second valve 6 would be rotated by means of the coupling device 74 who the.
- valve body 50 of the first valve 4 is rotated clockwise about the axis of rotation 46. See Fig. 6b.
- the valve body 50 of the first valve 4 is rotated about the axis of rotation 46, but not the valve body 52 of the second valve 6 because the freewheeling arrangement of the coupling device 74 formed by means of the mutually corresponding protrusions 82 and grooves 84 is in its freewheeling state, in which no power transmission, namely no torque transmission, takes place between the valve body 50 and the valve body 52.
- the freewheeling arrangement of the coupling device 74 formed by means of the mutually corresponding protrusions 82 and grooves 84 is in its freewheeling state, in which no power transmission, namely no torque transmission, takes place between the valve body 50 and the valve body 52.
- no power transmission namely no torque transmission
- valve body 50 of the first valve 4 continues to rotate clockwise about the axis of rotation 46, the valve body 52 of the second valve 6 is rotated clockwise. See the synopsis of Figures 6c and 6d.
- the freewheel arrangement of the power transmission device 74 is thus in its power transmission state. Because of this co-rotation of the valve body 52 with the valve body 50, the flow-conducting connection between the housing openings E and D is now separated and instead the housing openings E and F are connected to one another in a flow-conducting manner.
- valve system 2 Due to the inventive design of the valve system according to the two exemplary embodiments, it is thus possible to control a plurality of external flow channels of a fluid system with, for example, a plurality of external fluid circuits in a structurally and circuitry simple manner.
- the valve system 2 according to the present exemplary embodiment is suitably designed for a multitude of combinations between connectable and separable external flow channels for a multitude of fluid systems, whereby the structural, manufacturing and circuitry expenditure is reduced. Correspondingly, the assembly effort and the costs as well as the space required for this are significantly reduced.
- valve system according to the invention can be used advantageously for a large number of applications in the field of automotive engineering and outside of automotive engineering.
- valve body and the housing of the first and / or second valve have mutually corresponding locking means, the locking means being designed such that the valve body engages with this housing in the freewheeling state of the freewheel arrangement is and in a power transmission state of the freewheel assembly in which a torque can be transmitted between the two valve bodies by means of the coupling device, and the latching of the latching means is released.
- valve body second valve 6 54 connecting channel valve body 50
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Ventilsystem (2), umfassend ein erstes Ventil (4) und ein zweites Ventil (6), wobei beide Ventile (4, 6) jeweils ein Gehäuse (8) mit einer Mehrzahl von Gehäuseöffnungen (10 bis 24; A bis F) und einen in dem Gehäuse (8) drehbar angeordneten Ventilkörper (50, 52) mit mindestens einem Verbindungskanal (54 bis 66) zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei der Gehäuseöffnungen (10 bis 24; A bis F) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (50) des ersten Ventils (4) und der Ventilkörper (52) des zweiten Ventils (6) mittels einer Kopplungsvorrichtung (74) des Ventilsystems (2) miteinander mechanisch koppelbar sind, wobei die Kopplungsvorrichtung (74) derart ausgebildet ist, dass die Ventilkörper (50, 52) in einem ersten Betriebszustand des Ventilsystems (2) mittels der Kopplungsvorrichtung (74) gemeinsam drehbar sind und in einem zwei- ten Betriebszustand des Ventilsystems (2) mittels der Kopplungsvorrichtung (74) unabhängig voneinander drehbar sind.
Description
Ventilsystem
Beschreibung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ventilsystem der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art.
Derartige Ventilsysteme sind aus dem Stand der Technik in zahlreichen Ausführungs varianten bereits bekannt. Die bekannten Ventilsysteme umfassen ein erstes Ventil und ein zweites Ventil, wobei beide Ventile jeweils ein Gehäuse mit einer Mehrzahl von Gehäuseöffnungen, jeweils zur strömungsleitenden Verbindung mit einem exter nen Strömungskanal für ein Fluid, und einen in dem Gehäuse um eine Drehachse drehbar angeordneten Ventilkörper mit mindestens einem Verbindungskanal zur strö mungsleitenden Verbindung von mindestens zwei der Gehäuseöffnungen des Gehäu ses aufweist, und wobei zwischen dem Gehäuse und dem Ventilkörper eine Dichtung mit zu den Gehäuseöffnungen in dem Gehäuse korrespondierenden Dichtungsöffnun gen zur Abdichtung der strömungsleitenden Verbindungen gegenüber einer freien Umgebung angeordnet ist.
Hier setzt die vorliegende Erfindung an.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ventilsystem zu verbes sern.
Diese Aufgabe wird durch ein Ventilsystem mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge löst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass der Ventilkörper des ersten Ventils und der Ventilkörper des zweiten Ventils mittels einer Kopplungsvorrichtung des Ventilsystems miteinander mechanisch koppelbar sind, wobei die Kopplungsvorrichtung derart aus gebildet ist, dass der Ventilkörper des ersten Ventils und der Ventilkörper des zweiten Ventils mittels einer Kopplungsvorrichtung des Ventilsystems miteinander mechanisch koppelbar sind, wobei die Kopplungsvorrichtung derart ausgebildet ist, dass die Ventil-
körper in einem ersten Betriebszustand des Ventilsystems mittels der Kopplungsvor richtung gemeinsam drehbar sind und in einem zweiten Betriebszustand des Ventil systems mittels der Kopplungsvorrichtung unabhängig voneinander drehbar sind. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Ventilsystems liegt insbesondere da rin, dass das Ventilsystem verbessert ist. Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbil dung des Ventilsystems ist es möglich, eine Mehrzahl von externen Strömungskanä len eines Fluidsystems mit beispielsweise einer Mehrzahl von Fluidkreisläufen auf konstruktiv und schaltungstechnisch einfache Art und Weise anzusteuern. Mittels der Erfindung ist es somit möglich, ein Ventilsystem, bei gleichzeitig geringerem konstruk tiven, fertigungstechnischen und schaltungstechnischen Aufwand, für eine Vielzahl von Kombinationen zwischen miteinander strömungsleitend verbindbaren und trenn baren externen Strömungskanälen für eine Vielzahl von Fluidsystemen geeignet aus zubilden. Entsprechend sind der Montageaufwand und die Kosten sowie der dafür er forderliche Bauraum wesentlich reduziert.
Grundsätzlich ist das Ventilsystem nach Art, Funktionsweise, Material, Dimensionie rung und Anordnung in weiten geeigneten Grenzen frei wählbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventilsystems sieht vor, dass die Kopplungsvorrichtung eine Freilaufanordnung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Ventilkörper in einem Freilaufzustand der Freilaufanordnung bei einer Dre hung des Ventilkörpers um die jeweilige Drehachse in einem betragsmäßig vorher festgelegten Drehwinkelbereich nicht drehmomentübertragend verbunden sind. Auf diese Weise ist das erfindungsgemäße Ventilsystem auf konstruktiv und fertigungs technisch besonders einfache und kompakte Art realisierbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Ventilsystems sieht vor, dass die Freilaufanordnung mindestens eine Nut und mindestens einen zu der Nut korrespondierend ausgebildeten und in die Nut eingrei fenden Vorsprung aufweist, wobei die Nut und der Vorsprung jeweils an einem der
beiden Ventilkörper und/oder an mindestens einem mit mindestens einem der beiden Ventilkörper kraftübertragend verbundenen Übertragungsmittel angeordnet sind. Hier durch ist die Freilaufanordnung der Kopplungsvorrichtung auf konstruktiv und ferti gungstechnisch einfache und robuste Weise verwirklicht.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventilsystems sieht vor, dass die Kopplungsvorrichtung mindestens eine Zahnradpaarung mit einem ers ten Zahnrad und einem zweiten Zahnrad aufweist, wobei die beiden Zahnräder jeweils an einem der beiden Ventilkörper und/oder an mindestens einem mit mindestens ei nem der beiden Ventilkörper kraftübertragend verbundenen Übertragungsmittel ange ordnet sind. Auf diese Weise ist eine ordnungsgemäße Drehmomentübertragung zwi schen dem ersten Ventilkörper auf der einen Seite und dem zweiten Ventilkörper auf der anderen Seite auch unter schwierigen Umgebungsbedingungen, wie beispiels weise hohen Umgebungstemperaturen oder dergleichen, sichergestellt, so dass die Funktion des erfindungsgemäßen Ventilsystems gewährleistet ist. Der Begriff Zahnrad ist dabei weit auszulegen und umfasst auch Konstruktionen, bei denen lediglich ein Teil eines Radumfangs, innen oder außen, mit einer Zahnung versehen ist.
Eine vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventilsystems, rückbezogen auf einen der Ansprüche 2 bis 4 sieht vor, dass der Ventilkörper und das Gehäuse des ersten und/oder zweiten Ventils zueinander korrespondierende Rastmittel aufweisen, wobei die Rastmittel derart ausgebildet sind, dass dieser Ventilkörper in dem Freilauf zustand der Freilaufanordnung mit diesem Gehäuse verrastet ist und in einem Kraft übertragungszustand der Freilaufanordnung, in dem mittels der Kopplungsvorrichtung ein Drehmoment zwischen den beiden Ventilkörpern übertragbar ist, die Verrastung der Rastmittel gelöst ist. Hierdurch ist sichergestellt, dass der in dem Freilaufzustand der Freilaufanordnung nicht angetriebene Ventilkörper nicht in ungewünschter Weise, beispielsweise aufgrund von Reibung oder dergleichen, mit dem in dem Freilaufzu stand der Freilaufanordnung angetriebenen Ventilkörper des ersten Ventils mitdreht und in dem Kraftübertragungszustand der Freilaufanordnung in gewünschter Weise mit dem angetriebenen Ventilkörper mitdreht.
Eine besonders vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventilsystems sieht vor, dass das erste Ventil und/oder das zweite Ventil als ein Mehrwegeventil ausgebildet ist, bevorzugt, dass mindestens einer des mindestens einen Verbindungs kanals des Mehrwegeventils als eine bogenförmige, bevorzugt als eine kreisbogenför mige, Ausnehmung des Ventilkörpers ausgebildet ist. Auf diese Weise sind mittels des erfindungsgemäßen Ventilsystems auch sehr komplexe Fluidsysteme auf konstruktiv und schaltungstechnisch sowie platzsparende Art realisierbar.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform des erfindungsge mäßen Ventilsystems sieht vor, dass das Mehrwegeventil mindestens eine Ebene mit einer Mehrzahl von Verbindungskanälen aufweist, bevorzugt, dass einer der Verbin dungskanäle dieser Ebene als ein zentraler Kanal ausgebildet ist, wobei die übrigen Verbindungskanäle dieser Ebene jeweils zu beiden Seiten des zentralen Kanals ange ordnet sind. Hierdurch ist die vorgenannte Ausführungsform auf konstruktiv besonders einfache Weise realisiert.
Eine vorteilhafte Weiterbildung der letztgenannten Ausführungsform des erfindungs gemäßen Ventilsystems sieht vor, dass das Mehrwegeventil eine Mehrzahl von Ebe nen aufweist, wobei die einzelnen Ebenen parallel zueinander angeordnet sind, bevor zugt, dass sich mindestens einer des mindestens einen Verbindungskanals über min destens zwei Ebenen erstreckt, besonders bevorzugt, dass dieser Verbindungskanal als ein zentraler Kanal ausgebildet ist. Auf diese Weise ist das Mehrwegeventil noch variabler einsetzbar, so dass mit diesem Mehrwegeventil noch komplexere Fluidsys teme schaltbar sind. Mittels der bevorzugten und insbesondere mittels der besonders bevorzugten Ausführungsform dieser Weiterbildung ist eine mehrere Ebenen verbin dende und damit eine Verbindung der diesen Ebenen jeweils zugeordneten Gehäuse öffnungen auf konstruktiv und fertigungstechnisch einfache Art ermöglicht.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventilsystems nach einem der Ansprüche 1 bis 8 sieht vor, dass das Ventilsystem derart ausgebildet ist, dass mittels des Ventilsystems gleichzeitig drei externe Fluidkreisläufe ansteuerbar sind, wobei jeder der drei externen Fluidkreisläufe mittels der externen Strömungskanäle
mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Gehäuseöffnungen strömungsleitend verbunden ist, bevorzugt, dass mindestens einer der drei externen Fluidkreisläufe ei nen als Bypasskanal ausgebildeten externen Strömungskanal für mindestens eine Komponente dieses externen Fluidkreislaufs aufweist, wobei der Bypasskanal separat an einer der Gehäuseöffnungen des Ventilsystems strömungsleitend angeschlossen ist. Flierdurch ist es beispielsweise möglich, auch sehr komplexe Fluidsysteme mit Flu idkreisläufen lediglich mit einem einzigen Mehrwegeventil des erfindungsgemäßen Ventilsystems anzusteuern. Dies gilt insbesondere für die bevorzugte Ausführungs form.
Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Ventilsystems sieht vor, dass das Gehäuse des ersten Ventils und das Gehäuse des zweiten Ventils zu mindest teilweise, bevorzugt vollständig, als ein gemeinsames Gehäuse ausgebildet sind. Auf diese Weise ist der konstruktive Aufbau des Ventilsystems und dessen Ferti gung wesentlich vereinfacht. Beispielsweise ist es hiermit möglich, die Anzahl der Bauteile, beispielsweise die Anzahl der Dichtungen, zu reduzieren, da einzelne Dich tungen zu einer einzigen kombinierten Dichtung sowohl für das erste wie auch für das zweite Ventil baulich zusammengefasst werden können.
Anhand der beigefügten, grob schematischen Zeichnungen wird die Erfindung nachfol gend näher erläutert. Dabei zeigt:
Fig. 1 ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventilsystems in ei ner perspektivischen Darstellung,
Fig. 2a das erste Ausführungsbeispiel in einer Draufsicht,
Fig. 2b das erste Ausführungsbeispiel in einer teilweisen, geschnittenen Draufsicht, Fig. 3a das erste Ausführungsbeispiel jeweils in einer vereinfachten, geschnittenen bis 3h Draufsicht,
Fig. 4 das erste Ausführungsbeispiel in einem verfahrenstechnischen Fließbild,
Fig. 5a ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventilsystems in einer seitlichen Schnittdarstellung,
Fig. 5b den Ventilkörper des ersten Ventils des zweiten Ausführungsbeispiels in ei ner geschnittenen Seitenansicht und in einer geschnittenen Unteransicht, sowie den Ventilkörper des zweiten Ventils des zweiten Ausführungsbei spiels in einer geschnittenen Seitenansicht und in einer geschnittenen Draufsicht und
Fig. 6a das zweite Ausführungsbeispiel in jeweils zwei geschnittenen Draufsichten, bis 6f einmal mit Blick auf die Verbindungskanäle und einmal mit Blick auf die Kopplungsvorrichtung.
In den Fig. 1 bis 4 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ventil systems rein exemplarisch dargestellt.
Das Ventilsystem 2 umfasst ein erstes Ventil 4 und ein zweites Ventil 6, wobei beide Ventile 4, 6 ein gemeinsames Gehäuse 8 mit einer Mehrzahl von Gehäuseöffnungen 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, jeweils zur strömungsleitenden Verbindung mit einem externen Strömungskanal 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 für ein nicht dargestelltes Fluid, nämlich ein Kühlmittel, und einen in dem Gehäuse 8 um eine Drehachse 46, 48 drehbar angeordneten Ventilkörper 50, 52 mit mindestens einem Verbindungskanal 54, 56, 58, 60, 62, 64, 66 zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei der Gehäuseöffnungen 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 des Gehäuses 8 aufweisen, und wobei zwischen dem Gehäuse 8 und dem Ventilkörper 50, 52 eine nicht dargestellte Dichtung mit zu den Gehäuseöffnungen 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 in dem Ge häuse 8 korrespondierenden Dichtungsöffnungen zur Abdichtung der strömungsleiten den Verbindungen gegenüber einer freien Umgebung angeordnet ist. Die beiden Ven tile 4, 6 sind miteinander ebenfalls strömungsleitend verbunden, wobei diese strö mungsleitende, also kühlmittelleitende, Verbindung in den Fig. 1 bis 4 nicht näher dar gestellt ist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind das Gehäuse des ersten Ventils 4 und das Gehäuse des zweiten Ventils 6 vollständig als ein gemeinsames Gehäuse, nämlich das Gehäuse 8, ausgebildet. Siehe hierzu die Fig. 1 und 2a.
Ferner ist das zweite Ventil 6 als ein Mehrwegeventil ausgebildet, wobei mindestens einer der Verbindungskanäle 56, 58, 60, 62, 64, 66 des als Mehrwegeventil ausgebil deten zweiten Ventils 6 als eine bogenförmige, bevorzugt als eine kreisbogenförmige, Ausnehmung des Ventilkörpers 52 ausgebildet ist. Hier sind die Verbindungskanäle 58, 60, 62, 64, 66 jeweils mit einer bogenförmigen Ausnehmung des Ventilkörpers 52 ausgebildet. Das als Mehrwegeventil ausgebildete zweite Ventil 6 weist eine erste Ebene und eine zweite Ebene auf, jeweils mit einer Mehrzahl von Verbindungskanä len, wobei der Verbindungskanal 56 als ein zentraler Kanal auf der ersten Ebene aus gebildet ist und die übrigen Verbindungskanäle 58, 60 der ersten Ebene jeweils zu beiden Seiten des zentralen Kanals 56 angeordnet sind. Die erste Ebene weist somit die Verbindungskanäle 56, 58, 60 auf, während die zweite Ebene die Verbindungska näle 62, 64, 66 umfasst. Die erste Ebene ist in der Bildebene der Fig. 1 unterhalb der zweiten Ebene angeordnet. Die erste und die zweite Ebene sind parallel zueinander angeordnet. Im Unterschied zu dem vorliegenden Ausführungsbeispiel sind auch an dere Ausführungsformen der Erfindung denkbar, bei denen sich mindestens einer des mindestens einen Verbindungskanals über mindestens zwei Ebenen erstreckt, beson ders bevorzugt, dass dieser Verbindungskanal als ein zentraler Kanal ausgebildet ist. Die Verbindungskanäle 56, 58, 60, 62, 64, 66 des Ventilkörpers 52 des zweiten Ven tils 6 sind der Übersichtlichkeit wegen in der Fig. 2b dargestellt, wobei die Verbin dungskanäle 56, 58, 60 der ersten Ebene in der Fig. 2b mit durchgezogenen Linien und die Verbindungskanäle 62, 64, 66 der zweiten Ebene in der Fig. 2b mit punktier ten Linien dargestellt sind.
Das Ventilsystem 2 ist derart ausgebildet, dass mittels des Ventilsystems 2 gleichzei tig drei externe Fluidkreisläufe 68, 70, 72 ansteuerbar sind, wobei jeder der drei exter nen Fluidkreisläufe 68, 70, 72 mittels der externen Strömungskanäle 30, 32, 34, 36, 38, 40, 42, 44 mit mindestens zwei voneinander verschiedenen Gehäuseöffnungen 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24 strömungsleitend verbunden ist, wobei mindestens einer der drei externen Fluidkreisläufe 68, 70, 72 einen als Bypasskanal ausgebildeten ex ternen Strömungskanal 30, 42 für mindestens eine Komponente dieses externen Flu idkreislaufs 68, 72 aufweist, wobei der Bypasskanal separat an einer der Gehäuseöff nungen 10, 22 des Ventilsystems 2 strömungsleitend angeschlossen ist.
Erfindungsgemäß sind der Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 und der Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 mittels einer Kopplungsvorrichtung 74 des Ventilsystems 2 miteinander mechanisch koppelbar, wobei die Kopplungsvorrichtung 74 derart ausge bildet ist, dass die Ventilkörper 50, 52 in einem ersten Betriebszustand des Ventilsys tems 2 mittels der Kopplungsvorrichtung 74 gemeinsam drehbar sind und in einem zweiten Betriebszustand des Ventilsystems 2 mittels der Kopplungsvorrichtung 74 un abhängig voneinander drehbar sind. Siehe hierzu die Fig. 1 und 2a sowie die Fig. 3a bis 3h in einer Zusammenschau.
Die Kopplungsvorrichtung 74 weist hierfür ein an dem Ventilkörper 50 des ersten Ven tils 4 ausgebildetes Zahnrad 76 und zwei an einem mit dem Ventilkörper 52 des zwei ten Ventils 6 kraftübertragend verbundenen Übertragungsmittel 78 angeordnete kreis bogenförmig ausgebildete Zahnradsegmente 80, 81 auf. Das Übertragungsmittel 78 ist bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel als eine Scheibe ausgebildet. Zwecks Ausbildung einer Freilaufanordnung weist das als Scheibe ausgebildete Übertra gungsmittel 78 zwei gegenüberliegend angeordnete Vorsprünge 82 auf, die jeweils in eine dazu korrespondierende kreisbogenförmige Nut 84 des Ventilkörpers 52 des zweiten Ventils 6 eingreifen. Die so beschriebene Freilaufanordnung der Kopplungs vorrichtung 74 ist dabei derart ausgebildet, dass der Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 in einem Freilaufzustand der Freilaufanordnung bei einer Drehung des Ventilkörpers 50 um die Drehachse 46 in einem betragsmäßig vorher festgelegten Drehwinkelbe reich mit dem Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 nicht drehmomentübertragend verbunden ist. Gleiches gilt für den Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 der in dem Freilaufzustand der Freilaufanordnung bei einer Drehung des Ventilkörpers 52 um die Drehachse 48 in einem betragsmäßig vorher festgelegten Drehwinkelbereich mit dem Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 ebenfalls nicht drehmomentübertragend verbun den ist. Dies wird nachfolgend, insbesondere anhand der Fig. 3a bis 3h, näher ausge führt.
Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventilsystems ge mäß dem ersten Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 1 bis 4 näher erläutert.
Das Ubertragungsmittel 78 ist beispielsweise auf dem Fachmann bekannte Weise mit tels eines nicht dargestellten und mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Steuerung angesteuerten Stellmotors um die Drehachse 48 drehbar. Die Drehachsen 46, 48 ver laufen in der Fig. 2a senkrecht zu der Bildebene der Fig. 2a.
Zunächst befindet sich das Ventilsystem 2 in dem aus der Fig. 3a ersichtlichen Zu stand. Wie daraus ersichtlich ist, ist die Gehäuseöffnung 10 mittels des Ventilkörpers 50 blockiert und die Gehäuseöffnung 12 mittels des Ventilkörpers 50 geöffnet, so dass gemäß der Fig. 3a die Gehäuseöffnung 12 mittels des ersten Ventils 4 und in Abhän gigkeit der Drehlage des Ventilkörpers 52 des zweiten Ventils 6 um die Drehachse 48 strömungsleitend mit mindestens einer der übrigen Gehäuseöffnungen 14 bis 24 des Gehäuses 8 verbindbar ist. Das vorgenannte Öffnen oder Schließen der Gehäuseöff nungen 10, 12 mittels des Ventilkörpers 50 ist in den Fig. 3a bis 3h jeweils durch zwei durchgängige Kreisbögen auf einer punktierten Kreislinie symbolisiert.
Wird das Übertragungsmittel 78 in der Bildebene der Fig. 3a im Uhrzeigersinn nach rechts gedreht, so gelangt das Zahnrad 76 des Ventilkörpers 50 gemäß der Fig. 3a in Eingriff mit dem Zahnradsegment 80 des Übertragungsmittels 78, so dass der Ventil körper 50 des ersten Ventils 4 im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse 46 gedreht wird. Aufgrund der Tatsache, dass die mit den Nuten 84 in Eingriff befindlichen Vor sprünge 82 an dem Übertragungsmittel 78 kraftübertragend anliegen, dreht das Über tragungsmittel 78 den Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 mit, so dass das Ventil system 2 sich wie aus der Fig. 3b ersichtlich darstellt. Bei der vorgenannten Überfüh rung des Ventilsystems 2 von dessen Zustand gemäß der Fig. 3a in dessen Zustand gemäß der Fig. 3b wird, wie aus den Fig. 3a und 3b ersichtlich ist, die Gehäuseöff nung 12 mittels des Ventilkörpers 50 des ersten Ventils 4 geschlossen und die Gehäu seöffnung 10 mittels des Ventilkörpers 50 des ersten Ventils 4 geöffnet. Das Ventilsys tem 2 befindet sich somit bei dessen Überführung von dessen Zustand gemäß der Fig. 3a in dessen Zustand gemäß der Fig. 3b in einem ersten Betriebszustand des Ventilsystems 2, in dem der Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 mittels der Kopp-
lungsvorrichtung 74 gemeinsam mit dem Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 dreh bar ist. Die Freilaufanordnung der Kopplungsvorrichtung 74 befindet sich somit in de ren Kraftübertragungszustand.
Wird das Ventilsystem 2 von dem aus der Fig. 3b ersichtlichen Zustand in den aus der Fig. 3c ersichtlichen Zustand überführt, nämlich, in dem der Ventilkörper 50 mittel des Übertragungsmittels 78 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 46 gedreht wird, wird die Gehäuseöffnung 12 mittels des Ventilkörpers 50 wieder geöffnet und die Gehäuseöff nung 10 mittels des Ventilkörpers 50 wieder geschlossen. Jedoch wird der Ventilkör per 52 des zweiten Ventils 6, anders als oben beschrieben, zunächst nicht mitgedreht. Dies deshalb, weil sich die oben erläuterte Freilaufanordnung der Kopplungsvorrich tung 74 in deren Freilaufzustand befindet, in dem die Vorsprünge 82 des als Scheibe ausgebildeten Übertragungsmittels 78 mit dem Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 nicht kraftübertragend, nämlich drehmomentübertragend, Zusammenwirken. Dieser Freilaufzustand der Freilaufanordnung der Kopplungsvorrichtung 74 dauert solange an, bis die Vorsprünge 82 an dem anderen Ende der Nut 84 angelangt sind, wie dies aus der Fig. 3c hervorgeht. Solange der erläuterte Freilaufzustand der Freilaufanord nung andauert ändert sich die Drehlage des Ventilkörpers 52 des zweiten Ventils 6 nicht. Entsprechend bleiben die gemäß der Fig. 3b mittels des Ventilkörpers 52 geöff neten oder geschlossenen Gehäuseöffnungen 14 bis 24 unverändert, zumindest, bis das Ventilsystem 2 den Zustand gemäß der Fig. 3c erreicht hat. Das Ventilsystem 2 befindet sich somit bei dessen Überführung von dessen Zustand gemäß der Fig. 3b in dessen Zustand gemäß der Fig. 3c in einem zweiten Betriebszustand des Ventilsys tems 2, in dem der Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 mittels der Kopplungsvorrich tung 74 unabhängig von dem Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 drehbar ist.
Wie aus einer Zusammenschau der Fig. 3c und der Fig. 3d ersichtlich ist, wird der Ventilkörper 50 lediglich soweit im Uhrzeigersinn und im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse 46 gedreht, dass die Freilaufanordnung in dem vorgenannten Freilaufzu stand verbleibt, also einen vorher betragsmäßig festgelegten Drehwinkelbereich nicht überschreitet.
Wie ferner aus einer Zusammenschau der Fig. 3d bis 3f hervorgeht, ist der Ventilkör per 52 des zweiten Ventils 6 bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel mittels des Übertragungsmittels 78 auch unabhängig von dem Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 um die Drehachse 48 drehbar. In dem Fall gemäß der Fig. 3d bis 3f wird das Über tragungsmittel 78 und damit der Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 im Uhrzeiger sinn um die Drehachse 48 gedreht, bis dass das Zahnradsegment 81 des den Ventil körper 52 drehenden Übertragungsmittels 78 in Eingriff mit dem Zahnrad 76 des Ven tilkörpers 50 gelangt. Das Ventilsystem 2 befindet sich somit bei dessen Überführung von dessen Zustand gemäß der Fig. 3d in dessen Zustand gemäß der Fig. 3f in dem zweiten Betriebszustand des Ventilsystems 2, in dem der Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 mittels der Kopplungsvorrichtung 74 unabhängig mit dem Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 drehbar ist.
Bei einerweiteren Drehung des Ventilkörpers 52 des zweiten Ventils 6 im Uhrzeiger sinn um die Drehachse 48 ergibt sich eine Kopplung oder Entkopplung analog zu der bereits oben anhand der Fig. 3a bis 3c erläuterten Kopplung oder Entkopplung der beiden Ventilkörper 50, 52 der beiden Ventile 4, 6. Entsprechend kann bezüglich der Fig. 3g und 3h auf die obigen Ausführungen verwiesen werden.
Eine beispielhafte verfahrenstechnische Einbindung des Ventilsystems 2 ergibt sich aus der Fig. 4. Beispielsweise findet das Ventilsystem 2 Anwendung in der Ansteue rung von komplexen Fluidsystemen mit Fluidkreisläufen bei Fahrzeugen, wie die Flu idkreisläufe 68, 70, 72 des Ausführungsbeispiels. Auch neuere Kraftfahrzeugkonzepte für Landfahrzeuge, wie beispielsweise Hybrid- oder Elektroautos, verfügen über derart komplexe Fluidsysteme mit Fluidkreisläufen. Bei den Fluidkreisläufen, wie den Fluid kreisläufen 68, 70, 72, kann es sich zum Beispiel um Kühlkreisläufe und/oder Heiz kreisläufe handeln, wobei derselbe Fluidkreislauf gleichzeitig als Kühlkreislauf und als Heizkreislauf ausgebildet sein kann. Je nach Betriebsmodus kann es erforderlich sein, Fluidkreisläufe eines derartigen Fluidsystems zu schließen oder zu öffnen, miteinan der zu verbinden oder voneinander zu trennen. Hierbei ist das erfindungsgemäße Ventilsystem gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel vorteilhaft einsetzbar.
In den Fig. 5a bis 6f ist ein zweites Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Ven tilsystems ebenfalls rein exemplarisch und nicht beschränkend dargestellt. Gleich oder gleichwirkende Bauteile sind mit den gleichen Bezugszeichen wie bei dem ersten Aus führungsbeispiel bezeichnet. Ferner wird das zweite Ausführungsbeispiel lediglich im Umfang der Unterschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel erläutert. Ansonsten wird auf das erste Ausführungsbeispiel verwiesen. Auch ist es möglich, zwecks Aus bildung weiterer Varianten und Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ventilsys tems, einzelne Aspekte aus den beiden erläuterten Ausführungsbeispielen miteinan der zu kombinieren.
Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind das erste Ventil 4 und das zweite Ventil 6 des zweiten Ausführungsbeispiels entlang einer gemeinsamen Dreh achse 46 der Ventilkörper 50, 52 übereinander angeordnet. Siehe hierzu die Fig. 5a. Anders als bei dem ersten Ausführungsbeispiel weist jeder der beiden Ventilkörper 50, 52 lediglich einen einzigen Verbindungskanal 54, 56 zur Verbindung von mindestens zwei der Gehäuseöffnungen A bis F auf. Die Gehäuseöffnungen A bis F des zweiten Ausführungsbeispiels sind in den Fig. 5a bis 6f zwecks einer leichteren Unterscheid barkeit der beiden Ausführungsbeispiele von den Gehäuseöffnungen 10 bis 24 des ersten Ausführungsbeispiels verschieden bezeichnet, wobei die Gehäuseöffnungen A, B, C dem ersten Ventil 4 und die Gehäuseöffnungen D, E, F dem zweiten Ventil 6 zu geordnet sind. Der Ventilkörper 50 mit dem Verbindungskanal 54 ist in den Fig. 6a bis 6f jeweils mit durchgezogenen Linien dargestellt, während der Ventilkörper 52 mit dem Verbindungskanal 56 in den Fig. 6a bis 6f jeweils mit strichpunktierten Linien darge stellt ist.
Aus den Fig. 5a und 5b ist der konstruktive Aufbau des Ventilsystems 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel, insbesondere die Ausbildung der Kopplungsvorrichtung 74, näher ersichtlich, wobei die Kopplungsvorrichtung 74 des zweiten Ausführungsbei spiels analog zu der Kopplungsvorrichtung 74 des ersten Ausführungsbeispiels aus gebildet ist. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel sind die in die Nuten 84 eingreifenden Vorsprünge 82 direkt an dem Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 ausgebildet. Entsprechend entfällt hier die Notwendigkeit eines Übertragungsmittels
und einer drehmomentübertragenden Kopplung und Entkopplung des Ubertragungs mittels einerseits an dem Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 und andererseits an dem Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6. Die beiden Ventilkörper 50, 52 sind bei dem zweiten Ausführungsbeispiel, nämlich mittels der Vorsprünge 82 und der Nuten 84, miteinander direkt gekoppelt.
Im Nachfolgenden wird die Funktionsweise des erfindungsgemäßen Ventilsystems ge mäß dem zweiten Ausführungsbeispiel anhand der Fig. 5a bis 6f, im Umfang der Un terschiede zu dem ersten Ausführungsbeispiel, näher erläutert.
Zunächst befindet sich das Verteilsystem 2 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel in dem Zustand gemäß der Fig. 6a. Wie daraus ersichtlich ist, sind in diesem Zustand des Ventilsystems 2 die Gehäuseöffnungen E und D miteinander strömungsleitend, also kühlmittelleitend, verbunden. Alle übrigen Gehäuseöffnungen A bis C und F sind mit keiner weiteren Gehäuseöffnung der Gehäuseöffnungen A bis F strömungsleitend verbunden. Wie aus der in der Bildebene der Fig. 6a unten gezeigten Schnittdarstel lung hervorgeht, liegen die beiden Vorsprünge 82 des Ventilkörpers 50 des ersten Ventils 4 jeweils an einem Ende der korrespondierenden Nut 84 des Ventilkörpers 52 des zweiten Ventils 6 kraftübertragend an. Würde der Ventilkörper 50 des ersten Ven tils 4 nun im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse 46 gedreht, so würde der Ventil körper 52 des zweiten Ventils 6 mittels der Kopplungsvorrichtung 74 mitgedreht wer den.
Dies ist jedoch nicht der Fall. Stattdessen wird der Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 im Uhrzeigersinn um die Drehachse 46 gedreht. Siehe hierzu die Fig. 6b. Wie aus ei nem Vergleich der in der jeweiligen Bildebene der Fig. 6a und 6b oben angeordneten Darstellungen deutlich hervorgeht, wird dabei lediglich der Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 um die Drehachse 46 gedreht, nicht aber der Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6. Dies deshalb, weil sich die mittels der zueinander korrespondierenden Vor sprünge 82 und Nuten 84 gebildete Freilaufanordnung der Kopplungsvorrichtung 74 in deren Freilaufzustand befindet, in dem zwischen dem Ventilkörper 50 und dem Ventil körper 52 keine Kraftübertragung, nämlich keine Drehmomentübertragung, erfolgt. Bei
der vorgenannten Drehung des Ventilkörpers 50 werden nun zusätzlich zu den Ge häuseöffnungen E und D auch die Gehäuseöffnungen B und A miteinander strö mungsleitend verbunden.
Dieser Freilaufzustand dauert solange an, bis der Ventilkörper 50 des ersten Ventils 4 die aus der Fig. 6c ersichtliche Drehlage erreicht hat. Bei der weiteren Drehung des Ventilkörpers 50, also bei der Überführung des Ventilsystems 2 von dessen Zustand gemäß der Fig. 6b in dessen Zustand gemäß der Fig. 6c bleibt die strömungsleitende Verbindung der Gehäuseöffnungen E und D somit nach wie vor unverändert beste hen, wohingegen die strömungsleitende Verbindung zwischen den Gehäuseöffnungen B und A wieder getrennt wird und stattdessen die Gehäuseöffnungen B und C mitei nander strömungsleitend verbunden werden. Die beiden Vorsprünge 82 liegen nun an den beiden anderen Enden der jeweiligen Nut 84 kraftübertragend an. Wird der Ventil körper 50 des ersten Ventils 4 nun weiter im Uhrzeigersinn um die Drehachse 46 ge dreht, so wird der Ventilkörper 52 des zweiten Ventils 6 im Uhrzeigersinn mitgedreht. Siehe die Zusammenschau aus den Fig. 6c und 6d. Die Freilaufanordnung der Kraft übertragungsvorrichtung 74 befindet sich somit in deren Kraftübertragungszustand. Aufgrund dieser Mitdrehung des Ventilkörpers 52 mit dem Ventilkörper 50 wird nun die strömungsleitende Verbindung zwischen den Gehäuseöffnungen E und D getrennt und stattdessen werden die Gehäuseöffnungen E und F miteinander strömungsleitend verbunden.
Mittels einer Drehrichtungsumkehr, nämlich einer Drehung des Ventilkörpers 50 des ersten Ventils 4 im Gegenuhrzeigersinn um die Drehachse 46, befindet sich die Frei laufanordnung der Kopplungsvorrichtung 74 wieder in deren bereits erläuterten Frei laufzustand. Siehe hierzu die Fig. 6d bis 6f in einer Zusammenschau. In diesem Frei laufzustand ist es nun auf die bereits erläuterte Weise möglich, zusätzlich zu den Ge häuseöffnungen E und F auch die Gehäuseöffnungen B und C miteinander strö mungsleitend zu verbinden. Siehe die Fig. 6e. Bei der weiteren Drehung des Ventil körpers 50 im Gegenuhrzeigersinn lässt sich die strömungsleitende Verbindung der Gehäuseöffnungen B und C wieder trennen und stattdessen werden die Gehäuseöff-
nungen B und A miteinander verbunden. Siehe die Fig. 6f. Da sich die Freilaufanord nung der Kopplungsvorrichtung 74 bei der Überführung des Ventilsystems 2 von des sen Zustand gemäß der Fig. 6d bis in dessen Zustand gemäß der Fig. 6f ständig im Freilaufzustand befindet, ändert sich die Drehlage des Ventilkörpers 52 des zweiten Ventils 6 nicht, so dass es unverändert bei der strömungsleitenden Verbindung zwi schen den Gehäuseöffnungen E und F bleibt. Siehe die Fig. 6d bis 6f in einer Zusam menschau.
Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausbildung des Ventilsystems gemäß der beiden Ausführungsbeispiele ist es somit möglich, eine Mehrzahl von externen Strömungska nälen eines Fluidsystems mit beispielsweise einer Mehrzahl von externen Fluidkreis läufen auf konstruktiv und schaltungstechnisch einfache Art und Weise anzusteuern. Das Ventilsystem 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsbeispiele ist für eine Vielzahl von Kombinationen zwischen miteinander strömungsleitend verbindbaren und trenn baren externen Strömungskanälen für eine Vielzahl von Fluidsystemen geeignet aus gebildet, wobei der konstruktive, fertigungstechnische und schaltungstechnische Auf wand reduziert ist. Entsprechend sind der Montageaufwand und die Kosten sowie der dafür erforderliche Bauraum wesentlich verringert.
Die Erfindung ist nicht auf die vorliegenden Ausführungsbeispiele begrenzt. Beispiels weise ist das erfindungsgemäße Ventilsystem für eine Vielzahl von Anwendungen auf dem Gebiet der Kraftfahrzeugtechnik und außerhalb der Kraftfahrzeugtechnik vorteil haft einsetzbar.
Insbesondere ist die Erfindung nicht auf die konstruktiven und schaltungstechnischen Details der vorliegenden Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise sind Aus führungsformen des erfindungsgemäßen Ventilsystems denkbar, bei denen der Ventil körper und das Gehäuse des ersten und/oder zweiten Ventils zueinander korrespon dierende Rastmittel aufweisen, wobei die Rastmittel derart ausgebildet sind, dass die ser Ventilkörper in dem Freilaufzustand der Freilaufanordnung mit diesem Gehäuse verrastet ist und in einem Kraftübertragungszustand der Freilaufanordnung, in dem
mittels der Kopplungsvorrichtung ein Drehmoment zwischen den beiden Ventilkörpern übertragbar ist, die Verrastung der Rastmittel gelöst ist.
Bezugszeichenliste
2 Ventilsystem
4 Erstes Ventil
6 Zweites Ventil
8 Gehäuse
10 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
12 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
14 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
16 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
18 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
20 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
22 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
24 Gehäuseöffnung erstes Ausführungsbeispiel
30 Externer Strömungskanal
32 Externer Strömungskanal
34 Externer Strömungskanal
36 Externer Strömungskanal
38 Externer Strömungskanal
40 Externer Strömungskanal
42 Externer Strömungskanal
44 Externer Strömungskanal
46 Drehachse
48 Drehachse
50 Ventilkörper erstes Ventil 4
52 Ventilkörper zweites Ventil 6 54 Verbindungskanal Ventilkörper 50
56 Verbindungskanal Ventilkörper 52
58 Verbindungskanal Ventilkörper 52
60 Verbindungskanal Ventilkörper 52
62 Verbindungskanal Ventilkörper 52
4 Verbindungskanal Ventilkörper 52 6 Verbindungskanal Ventilkörper 52 8 Fluidkreislauf 0 Fluidkreislauf 2 Fluidkreislauf 4 Kopplungsvorrichtung 6 Zahnrad Ventilkörper 50 8 Übertragungsmittel 0 Zahnradsegment 1 Zahnradsegment 2 Vorsprung Kopplungsvorrichtung 74 4 Nut Kopplungsvorrichtung 74
A Gehäuseöffnung zweites Ausführungsbeispiel
B Gehäuseöffnung zweites Ausführungsbeispiel
C Gehäuseöffnung zweites Ausführungsbeispiel
D Gehäuseöffnung zweites Ausführungsbeispiel
E Gehäuseöffnung zweites Ausführungsbeispiel
F Gehäuseöffnung zweites Ausführungsbeispiel
Claims
1. Ventilsystem (2), umfassend ein erstes Ventil (4) und ein zweites Ventil (6), wobei beide Ventile (4, 6) jeweils ein Gehäuse (8) mit einer Mehrzahl von Gehäuseöffnungen (10 bis 24; A bis F), jeweils zur strömungsleitenden Ver bindung mit einem externen Strömungskanal (30 bis 44) für ein Fluid, und ei nen in dem Gehäuse (8) um eine Drehachse (46, 48) drehbar angeordneten Ventilkörper (50, 52) mit mindestens einem Verbindungskanal (54 bis 66; 54, 56) zur strömungsleitenden Verbindung von mindestens zwei der Gehäuse öffnungen (10 bis 24; A bis F) des Gehäuses (8) aufweisen, und wobei zwi schen dem Gehäuse (8) und dem Ventilkörper (50, 52) eine Dichtung mit zu den Gehäuseöffnungen (10 bis 24; A bis F) in dem Gehäuse (8) korrespon dierenden Dichtungsöffnungen zur Abdichtung der strömungsleitenden Ver bindungen gegenüber einer freien Umgebung angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper (50) des ersten Ventils (4) und der Ventilkörper (52) des zweiten Ventils (6) mittels einer Kopplungsvorrichtung (74) des Ventil systems (2) miteinander mechanisch koppelbar sind, wobei die Kopplungs vorrichtung (74) derart ausgebildet ist, dass die Ventilkörper (50, 52) in ei nem ersten Betriebszustand des Ventilsystems (2) mittels der Kopplungsvor richtung (74) gemeinsam drehbar sind und in einem zweiten Betriebszustand des Ventilsystems (2) mittels der Kopplungsvorrichtung (74) unabhängig voneinander drehbar sind.
2. Ventilsystem (2) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (74) eine Freilaufanordnung aufweist, die derart ausgebildet ist, dass die Ventilkörper (50, 52) in einem Freilaufzustand der Freilaufanordnung bei einer Drehung des Ventilkörpers (50, 52) um die
jeweilige Drehachse (46, 48) in einem betragsmäßig vorher festgelegten Drehwinkelbereich nicht drehmomentübertragend verbunden sind.
3. Ventilsystem (2) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Freilaufanordnung mindestens eine Nut (84) und mindestens einen zu der Nut (84) korrespondierend ausgebildeten und in die Nut (84) eingrei fenden Vorsprung (82) aufweist, wobei die Nut (84) und der Vorsprung (82) jeweils an einem der beiden Ventilkörper (6; 4, 6) und/oder an mindestens einem mit mindestens einem der beiden Ventilkörper (4) kraftübertragend verbundenen Übertragungsmittel (78) angeordnet sind.
4. Ventilsystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungsvorrichtung (74) mindestens eine Zahnradpaarung mit ei nem ersten Zahnrad (76) und einem zweiten Zahnrad (80, 81) aufweist, wo bei die beiden Zahnräder (76, 80, 81) jeweils an einem der beiden Ventilkör per (50) und/oder an mindestens einem mit mindestens einem der beiden Ventilkörper (52) kraftübertragend verbundenen Übertragungsmittel (78) an geordnet sind.
5. Ventilsystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilkörper und das Gehäuse des ersten und/oder zweiten Ventils zueinander korrespondierende Rastmittel aufweisen, wobei die Rastmittel derart ausgebildet sind, dass dieser Ventilkörper in dem Freilaufzustand der Freilaufanordnung mit diesem Gehäuse verrastet ist und in einem Kraftüber tragungszustand der Freilaufanordnung, in dem mittels der Kopplungsvor richtung ein Drehmoment zwischen den beiden Ventilkörpern übertragbar ist, die Verrastung der Rastmittel gelöst ist.
6. Ventilsystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ventil und/oder das zweite Ventil (6) als ein Mehrwegeventil ausgebildet ist, bevorzugt, dass mindestens einer des mindestens einen Ver bindungskanals (56 bis 66) des Mehrwegeventils als eine bogenförmige, be vorzugt als eine kreisbogenförmige, Ausnehmung des Ventilkörpers (52) ausgebildet ist.
7. Ventilsystem (2) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil mindestens eine Ebene mit einer Mehrzahl von Verbindungskanälen (56 bis 60 und 62 bis 66) aufweist, bevorzugt, dass ei ner der Verbindungskanäle dieser Ebene (56 bis 60) als ein zentraler Kanal (56) ausgebildet ist, wobei die übrigen Verbindungskanäle (58, 60) dieser Ebene jeweils zu beiden Seiten des zentralen Kanals (56) angeordnet sind.
8. Ventilsystem (2) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Mehrwegeventil eine Mehrzahl von Ebenen aufweist, wobei die einzelnen Ebenen parallel zueinander angeordnet sind, bevorzugt, dass sich mindestens einer des mindestens einen Verbindungskanals über mindestens zwei Ebenen erstreckt, besonders bevorzugt, dass dieser Verbindungskanal als ein zentraler Kanal ausgebildet ist.
9. Ventilsystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilsystem (2) derart ausgebildet ist, dass mittels des Ventilsys tems (2) gleichzeitig drei externe Fluidkreisläufe (68, 70, 72) ansteuerbar sind, wobei jeder der drei externen Fluidkreisläufe (68, 70, 72) mittels der ex ternen Strömungskanäle (30 bis 44) mit mindestens zwei voneinander ver schiedenen Gehäuseöffnungen (10 bis 24) strömungsleitend verbunden ist,
bevorzugt, dass mindestens einer der drei externen Fluidkreisläufe (68, 72) einen als Bypasskanal ausgebildeten externen Strömungskanal (30, 42) für mindestens eine Komponente dieses externen Fluidkreislaufs (68, 72) auf weist, wobei der Bypasskanal separat an einer der Gehäuseöffnungen (10, 22) des Ventilsystems (2) strömungsleitend angeschlossen ist.
10. Ventilsystem (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse des ersten Ventils (4) und das Gehäuse des zweiten Ventils (6) zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, als ein gemeinsames Gehäuse (8) ausgebildet sind.
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